模型開發(fā)器
關(guān)注創(chuàng)建者：琳泓comsol 創(chuàng)建時間：2020-12-12
模型開發(fā)器的視頻教程
comsol模型開發(fā)器建立隨機幾何-微觀多孔滲流
官網(wǎng)有展示了采用模型開發(fā)器制作的隨機孔洞奶酪?guī)缀?em>模型。 此次視頻詳細講解了 模型開發(fā)器中生成相關(guān)幾何的代碼如何一步步建立和調(diào)試。也對官網(wǎng)的代碼做了一些優(yōu)化。 以下是采用隨機幾何代碼生成的模型 ，進行了流體分析。 本視頻幫助大家對comsol的模型開發(fā)器，代碼建模進行入門。 歡迎加我，交流問題。
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使用已標定的車輛動力學模型提升開發(fā)效率
主要議題和要點： 1.高級虛擬建模：探索如何創(chuàng)建和利用詳盡的參數(shù)化虛擬模型，包括通過在 IDIADA 的 DiM250 模擬器上進行廣泛測試和數(shù)據(jù)對比，開發(fā)出的各種車型模型（如 D-segment、SUV）。 2.精密工程數(shù)字孿生技術(shù)：探討 IDIADA 的前沿測試工具，從運動學和柔性分析到輪胎力和力矩分析，精確捕捉真實世界中車輛的特性，將實體車輛精確轉(zhuǎn)化為數(shù)字孿生，革新虛擬車輛開發(fā)流程。
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模型開發(fā)器的實例教程
關(guān)鍵詞：CFD，有限元，對流項，繞流，迎風格式，湍流模型
在《流體有限元求解器開發(fā)-不可壓定常流動模型》一文中，我們介紹了考慮對流項的不可壓流動求解器的實現(xiàn)。
然而正如所預(yù)料的那樣，一旦流速高一些，或者粘性小一些，仿真結(jié)果就容易發(fā)散，收斂性成為一大難題。
為了解決這個問題，CFD大神們想出了各種手段，有的嚴格按照理論去處理盡力彌合。有的則主打靈感修正，問就是人工粘性、人工擴散、人工穩(wěn)定，實用至上。
SUPG（Streamline Upwind/Petrov-Galerkin，流線迎風/Petrov-Galerkin）迎風格式是計算流體力學和有限元方法中一種經(jīng)典的穩(wěn)定化技術(shù)，專門用于解決對流主導(dǎo)問題中的數(shù)值振蕩問題。
該方法是79年到82年Brooks 和 Hughes提出并確立的，目前廣泛用于流體有限元求解中。
Hughes T J R
SUPG的核心思想
我們前面文章介紹的伽遼金法，在推導(dǎo)過程中，令權(quán)函數(shù)=插值函數(shù)。在對流主導(dǎo)情況下，這種對稱處理無法捕捉流動的方向性特征，因此迭代過程中，速度場逐漸發(fā)散。
SUPG的核心思想，是修改權(quán)函數(shù)，引入迎風效應(yīng)。增加的項一個只在流線方向上起作用的項。我的理解是人工給一個收斂的方向。
當這個項用的系數(shù)大，抹平振蕩的能力就越強，當然結(jié)果也可能偏離實際更多。用的系數(shù)小，就可能會發(fā)散。
在這個基礎(chǔ)上，我們進一步嵌入了SA湍流模型，這是因為高雷諾數(shù)流動求解中發(fā)現(xiàn)，上述方法收斂性還是差。SA湍流的引入，可以將N-S方程的擴散項系數(shù)增大，對流主導(dǎo)問題的病態(tài)程度降低，迭代求解更容易收斂。和無腦增加迎風項系數(shù)強制收斂比，這種方法得到的結(jié)果精度要好一些。
效果
圓柱繞流
設(shè)定圓柱半徑為0.05m，流體介質(zhì)為空氣，來流速度100m/s。
展開 現(xiàn)在向大家介紹一下COMSOLMultiphysics對電容邊緣場效應(yīng)建模仿真的步驟：
01 新建模型向?qū)?從文件菜單中選擇新建。在新建窗口中，單擊模型向?qū)АＴ?em>模型向?qū)Т翱谥校?單擊三維。在選擇物理場樹中選擇 AC/DC>靜電(es)。單擊添加。單擊研究。在選擇研究樹中選擇預(yù)設(shè)研究，點擊穩(wěn)態(tài)。單擊完成。
圖1 選擇物理場并選擇穩(wěn)態(tài)
02 全局定義
首先設(shè)置參數(shù)，在模型開發(fā)器窗口的全局定義節(jié)點下，單擊參數(shù)。在參數(shù)的設(shè)置窗口中，定位到參數(shù)欄。在表達式一欄中填入“15[cm]”。
圖2 全局定義參數(shù)設(shè)置
03 繪制幾何形狀
該模型包括的幾何形狀包括圓柱體和球體，需要分別繪制。首先，在模型開發(fā)器窗口的組件 1 (comp1) 節(jié)點下，單擊幾何 1。在幾何的設(shè)置窗口中，定位到單位欄。從長度單位列表中選擇cm。
然后我們來繪制圓柱體：在幾何工具欄中單擊圓柱體。在圓柱體的設(shè)置窗口中， 定位到大小和形狀欄。在半徑文本框中鍵入“10”。在高度文本框中鍵入 “0.5”。定位到位置欄。在 z 文本框中鍵入“-2”。單擊構(gòu)建選定對象。在幾何工具欄中單擊變換，然后選擇鏡像。選擇“對象”cyl1。在鏡像的設(shè)置窗口中， 定位到輸入欄。選中保留輸入對象復(fù)選框。單擊構(gòu)建選定對象。
接下來繪制球體：在幾何工具欄中單擊球體。在球體的設(shè)置窗口中，定位到大小欄。在半徑文本框中鍵入“r air”。單擊構(gòu)建選定對象。在圖形工具欄中單擊線框渲染按鈕。在圖形工具欄中單擊縮放到窗口大小按鈕。為外部邊界創(chuàng)建選擇，稍后將用于懸浮電位邊界條件。在定義工具欄中單擊顯式。
還要定義邊界條件：在顯式的設(shè)置窗口中，在標簽文本框中鍵入“外部邊界”。定位到輸入實體欄，選中所有域復(fù)選框。
展開 在模型開發(fā)器窗口的組件 1 (comp1)>固體力學（solid）>超彈性材料（1）節(jié)點下，選擇熱膨脹1。在熱膨脹的設(shè)置窗口中定位到熱膨脹屬性欄，將輸入類型改為熱應(yīng)變，如圖10.
圖11 熱膨脹屬性
05 劃分網(wǎng)絡(luò)
在模型開發(fā)器>組件1欄中，左鍵單擊網(wǎng)格 1。在設(shè)置窗口中點擊全部構(gòu)建。
圖 12 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
06 研究
點模型開發(fā)器>研究1欄，在設(shè)置窗口點計算。
COMSOL Multiphysics 及附加產(chǎn)品的功能改進與性能提升
COMSOL Multiphysics 5.4 版本在多個方面大幅提升了建模效率，例如在模型中可以使用多個參數(shù)集，并對它們進行參數(shù)化掃描。此外，用戶在新版本中可以對“模型開發(fā)器”中的節(jié)點進行分組、對幾何模型設(shè)計著色方案。
在新版本的各項性能改進中，特別值得一提的是新版本采用了新的內(nèi)存分配機制，對于使用 Windows? 7 和 10 操作系統(tǒng)、采用 8 核以上處理器的計算機，計算速度將提升數(shù)倍。
“AC/DC 模塊” 新增了一個零件庫，庫中包含完全參數(shù)化、可以快速生成的線圈和磁芯等零件，供用戶直接選用。“CFD 模塊” 提供大渦模擬（LES）和全面改進的多相流建模工具。
鋼制掛鉤的拓撲優(yōu)化，仿真根據(jù)不同的載荷工況，確定相應(yīng)的最佳材料分布。
5.4 版本的亮點
COMSOL Compiler：創(chuàng)建獨立的可執(zhí)行 App。
復(fù)合材料模塊：對多層材料建模。
COMSOL Multiphysics：“模型開發(fā)器” 可以設(shè)置多個參數(shù)節(jié)點；將 “模型開發(fā)器” 中的節(jié)點分組管理；為物理場和幾何選擇添加著色。對于搭載 8 核以上處理器的計算機，Windows? 7 和 10 操作系統(tǒng)中的模型求解速度可提升數(shù)倍。
多物理場：多層薄結(jié)構(gòu)中的傳熱、電流和焦耳熱耦合分析。
電磁學：易于使用的參數(shù)化線圈和磁芯零件，以及用于射線光學的結(jié)構(gòu)-熱-光學性能分析。
力學：沖擊響應(yīng)譜分析，以及用于增材制造的材料活化。
聲學：聲學端口，以及非線性聲學 Westervelt 模型。
流體流動：大渦模擬（LES），以及多相流與多體動力學的流-固耦合（FSI）。
展開 COMSOL首席執(zhí)行官兼總裁Svante Littmarck表示，“現(xiàn)在，我們?yōu)橛脩籼峁┝烁油晟频姆抡娼鉀Q方案：開發(fā)仿真模型和 App 的主要工具，模型開發(fā)器和 App 開發(fā)器；以及模型和仿真數(shù)據(jù)的管理工具，模型管理器。這些工具結(jié)合在一起，將促進工程部門內(nèi)、跨部門、跨企業(yè)甚至跨國家的協(xié)作，更有效的發(fā)揮組織的創(chuàng)新能力，提升企業(yè)和研究機構(gòu)的產(chǎn)品設(shè)計和工藝開發(fā)的效率。
為了支持跨企業(yè)協(xié)作，COMSOL的網(wǎng)絡(luò)浮動許可證允許用戶從組織內(nèi)外的任意地點訪問模型管理器。對于其他類型的許可證，軟件同樣提供了本地安裝的模型管理器，為本地用戶提供了結(jié)構(gòu)化存儲和管理仿真文件、版本更新，以及追蹤更新等便捷功能。
不確定性量化模塊增強了敏感和可靠性分析能力
模型管理器擴展了COMSOL在工程設(shè)計和開發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，而不確定性量化模塊使其能夠生成更加完整、準確且實用的多物理場模型。
基于概率設(shè)計法，用戶可以通過可靠性分析估算制造公差如何影響最終產(chǎn)品的預(yù)期性能，以避免對設(shè)備或工藝過程的過度設(shè)計或設(shè)計不足。
參數(shù)篩選和敏感性分析揭示了哪些參數(shù)比其他參數(shù)更為重要，可以用于測試模型的基本假設(shè)是否有效，而誤差傳遞可以用來預(yù)估輸出量的概率分布。
圖|不確定性量化模塊揭示了輸入?yún)?shù)的變化對仿真結(jié)果的影響
“不確定性量化模塊的一個優(yōu)勢是，它可以與COMSOL Multiphysics中的所有物理場仿真結(jié)合使用。” COMSOL數(shù)值分析技術(shù)總監(jiān)Jacob Ystr?m介紹道，“該模塊不僅適用于結(jié)構(gòu)分析，還可以對聲學、流體、電磁以及多物理場耦合問題進行類似分析，其應(yīng)用范圍非常廣泛。”
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模型開發(fā)器的相關(guān)專題、標簽、搜索
模型開發(fā)器的最新內(nèi)容
隨著全球軌道交通系統(tǒng)智能化與自動化水平的持續(xù)提升，嵌入式軟件已成為保障行車安全與系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵核心。EN50128 與全新發(fā)布的 EN50716 標準，共同構(gòu)成了軌道交通嵌入式軟件開發(fā)的重要合規(guī)體系；與此同時，基于模型的開發(fā)與驗證方法正逐步成為行業(yè)主流實踐。
6月16日，Ansys（現(xiàn)為新思科技旗下公司）將在北京舉辦「新安全標準下Ansys軌道信號系統(tǒng)的模型化開發(fā)研討會」，邀請國內(nèi)外軌道交通領(lǐng)域?qū)＜?/div>
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本工具基于Tcl語言開發(fā)，用于hypermesh里面的optistruct/nastran求解器模塊，主要實現(xiàn)以下自動化功能：
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智能識別組件單元類型：自動區(qū)分殼單元（Shell）與實體單元（Solid）
<p>隨著底盤開發(fā)對舒適性和NVH要求不斷提升，高保真的虛擬調(diào)校已成為縮短研發(fā)周期的關(guān)鍵。工程師不僅需要建立精確的減振器模型，更需要實現(xiàn)實時可調(diào)的沉浸式調(diào)校體驗。</p><p>本次網(wǎng)絡(luò)研討會將介紹Astemo如何將AI-MBD（基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的減振器模型）與全頻譜仿真相結(jié)合以優(yōu)化底盤開發(fā)流程，并展示VI-grade緊湊型FSS模擬器的實時演示、Astemo實驗室獨家視頻（呈現(xiàn)模擬器集成硬件在環(huán)如何提供實時反饋
關(guān)鍵詞：CFD，有限元，對流項，繞流，迎風格式，湍流模型
在《流體有限元求解器開發(fā)-不可壓定常流動模型》一文中，我們介紹了考慮對流項的不可壓流動求解器的實現(xiàn)。
然而正如所預(yù)料的那樣，一旦流速高一些，或者粘性小一些，仿真結(jié)果就容易發(fā)散，收斂性成為一大難題。
為了解決這個問題，CFD大神們想出了各種手段，有的嚴格按照理論去處理盡力彌合。有的則主打靈感修正，問就是人工粘性、人工擴散、人工穩(wěn)定
工業(yè)制造商為工程師增加了數(shù)字工具，用于配置和下載滾珠軸承支架和農(nóng)用軸承的3D CAD 模型。
Manitou Manufacturing 是沖壓鋼軸承座和青銅襯套軸承組件的領(lǐng)先供應(yīng)商，目前推出了用于滾珠軸承 CAD 模型和其他產(chǎn)品的先進在線產(chǎn)品配置器。這一變革性工具使客戶能夠直接從公司網(wǎng)站無縫定制和下載Manitou著名的滾珠軸承支架和農(nóng)用軸承的
關(guān)鍵詞：瞬態(tài)，熱傳導(dǎo)，有限元求解器，三角形單元
熱傳遞有三種方式：熱傳導(dǎo)、熱對流、熱輻射。就熱傳導(dǎo)問題而言，無論是結(jié)構(gòu)力學還是流體力學都會涉及，兩邊都沒拿它當外人。
前面的文章提到過，結(jié)構(gòu)力學的有限元發(fā)展地非常成熟，大部分的剛度矩陣在文獻里面都推導(dǎo)好了。而流體力學的很多單元類型的有限元方程，可能需要自行推導(dǎo)完成。在熱傳導(dǎo)問題中，我采用加權(quán)余量法進行處理，推導(dǎo)出了符合結(jié)構(gòu)力學有限元文獻中給出的剛度矩陣
關(guān)鍵詞：CFD，有限元，三角形單元，罰函數(shù)，粘性流動
最近工作室有流體有限元求解器的開發(fā)需求，我在前面講飛機結(jié)冰的文章提到過，差不多10年前瞎搗鼓過這個東西。
好多東西都記不清了，先從一些簡單的流動模型入手，做一些恢復(fù)性訓(xùn)練。考慮到我是結(jié)構(gòu)力學出身，在進行流體有限元開發(fā)的時候，我會代入結(jié)構(gòu)有限元的視角進行分析。
流體也好，固體也好，CFD也好，F(xiàn)EM也好，有很多開源工具、源代碼可以用。
具體操作步驟可參考下圖左側(cè)模型開發(fā)器中組件下的幾何模塊。
對混凝土細觀模型中的各組分分別設(shè)置材料屬性。
添加研究并劃分網(wǎng)格。
后續(xù)可根據(jù)研究的需要完成混凝土細觀有限元模型的仿真模擬。
具體操作步驟可參考COMSOL左側(cè)的模型開發(fā)器。
在COMSOL內(nèi)對各組分批量賦值材料，并進行模型的網(wǎng)格劃分，即可進行后續(xù)的水分擴散模擬分析。
演講來啦
SPEAKER ANNOUNCEMENT
我們熱烈歡迎演講嘉賓：ALPINE公司的車輛性能屬性總監(jiān)Renaud Hantz 為我們帶來2025年零原型峰會的精彩演講！
在這場演講中，Hantz將分享Alpine如何運用VI-grade的FSS模擬器、緊湊級駕駛模擬器和DiM 250等先進駕駛模擬器轉(zhuǎn)型開發(fā)流程，實現(xiàn)車輛動力學和系統(tǒng)交互的早期驗證，同時減少原型車數(shù)量并加速開發(fā)周期
